Зубчатые передачи состоят из шестерен, сцепленных между собой. Они передают вращающий момент от одной детали к другой и изменяют часто вращения.
В рамках данной статьи мы постараемся на пальцах рассказать о конструкции зубчатой передачи и принципах ее работы, видах, а также применения на практике.
Общие сведения: что представляет собой зубчатая передача
По внешней окружности зубчатого колеса нарезаны выступы. Зубчатая передача состоит из 2 или более шестерен (зубчатых колес), сцепленных между собой. Она может изменять направление вращения и его частоту, а также вращающий момент от входного вала к выходному.
Зубчатые передачи могут менять направления вращения, частоту и вращающий момент. Зубчатые передачи различают по взаимному расположению осей.
Наиболее распространенные виды зубчатых передач далее приведены на фото.
Частота вращения зубчатой передачи
Сцепленные зубчатые колеса вращаются в противоположные стороны. Быстрота вращения называется частотой и выражается в оборотах в минуту, об/мин.
Отношение частот вращения 2 шестерен зависит от числа зубьев на них. Частоты вращения колес совпадают, если они имеют одинаковое количество зубьев. Если же количество зубьев разное, то колесо с меньшим числом вращается быстрее, чем колесо с большим числом зубьев.
Если число зубьев колес составляет 8 и 16, то передаточное отношение равно 1:2. Отношение частот вращения соответсвенно равно 2:1. Если малое колесо вращается с частотой 50 об/мин, то частота вращения большого колеса будет 25 об/мин.
Момент зубчатой передачи
Зубчатое колесо можно представить как комбинацию колеса и рычагов. Каждый зуб работает словно рычаг, один конец которого закреплен в центре колеса. В передаче зубья ведущего колеса, посаженной на входной вал, передает усилие на зубья другого колеса. Когда ведущим является маленькое колесо, то происходит выигрыш в силе. На валу большого колеса развивается большой вращающий момент, но оно вращается с меньшей частотой, то есть медленнее.
Зубчатая передача в коробке передач автомобилей
В состав трансмиссии автомобиля входит коробка передач, которая в зависимости от способа переключения передач бывает автоматической (АКПП) и механической, с помощью которой изменяют передаточное отношение.
Частота вращения и вращающий момент на валу двигателя должны соответствовать нагрузке на колеса. При подъеме в гору нужен большой момент при малой скорости, движение по трассе не требует большого момента, зато колеса должны вращаться быстрее.
Цепные передачи и их применение
В некоторых механизмах используются разновидности зубчатых колес (их называют звездочками), соединенные цепью. Примером такого механизма является велосипед.
Зубцы звездочек входят в пазы цепи. Оба колеса цепной передачи вращаются в одном направлении. Как и у зубчатой передачи, изменение частоты вращения и передаваемого момента зависит от числа зубцов на звездочках цепной передачи.
Гибкая цепь соединяет звездочки цепной передачи велосипеда. Цепь можно перекидывать на звездочки разного размера и таким образом менять передаточное отношение приспасабливаясь к дорожным условиям. На видео велосипедный мастер рассказывает об особенностях велосипедной цепной трансмиссии, а также об эффективном способе ее очистки.
